F系列减速电机的大速比：级数、效率和扭矩

有人拿着一个速比数来问：这个数F系列能不能做。我说能，但得先问一句你要几级。他愣了一下——在他看来速比是一个数，在样本上它是一串数乘出来的。F系列的大速比，本质是几对齿轮串起来把转速一层层压下去，级数不同，箱体长度、效率、能扛的扭矩全都不一样。

一对齿轮撑不起大速比，靠的是串联

一对齿轮能做多大速比，受齿数限制。小齿轮齿数不能太少，否则根切、啮合重叠不够；大齿轮齿数不能太多，否则体积和重量失控。两头一夹，单级的范围就那么一段。

想要更大的速比，只有一条路：把几对齿轮串在轴上，前一级的输出就是后一级的输入。F系列是平行轴结构，输入输出两轴平行，中间加轴、加齿轮，级数往上叠，箱体跟着变长。

所以看到一个速比，第一件事是问它需要几级。同一个速比，两级能做到就用两级，非得上三级，白搭一段箱体、白掉一截效率。

串联结构的速比关系很干脆：总速比等于各级速比相乘。举个算术例子，三级各取5，总速比是5×5×5=125，不是5+5+5=15。这个区别在选型时最容易被搞混。

反过来算也一样：手里有个总速比，先拿去拆，看能不能落到两级的区间；拆不出来，再往三级、四级走。这一步算错，后面的型号全错。

F系列的机座号一路排到GF157，这一段跨度给了级数叠加的空间——小机座叠多级做中等速比，大机座扛大扭矩，两条路都通。

每过一次啮合就损失一次功率。按样本的单级97%（产品说明1.3）连乘，三级是0.97³，约91%；四级是0.97⁴，约88%。级数越多，掉得越多。

这就是为什么大速比机型的电机功率要往大选。同样的输出扭矩，四级机比两级机多吃了那几个百分点的功率，全变成热散在箱体里。样本选型按η=94%折算（7.1），是个折中口径，具体到四级机型还要再往下压一点。

这条也是F和蜗轮蜗杆的分水岭：齿轮多级串联，效率损失是几个百分点量级；蜗轮蜗杆靠滑动摩擦传力，单级损失大得多。所以常年连续运行的线体，速比再大也倾向用F硬叠；间歇动作、要自锁的场合，S系列反而更省事。

输出扭矩大致等于输入扭矩乘速比再乘效率。速比翻一倍，输出扭矩也跟着翻一倍，箱体和轴承得跟着换大。

样本给的机座扭矩是有数的：GF107在M2安装下的最大输出扭矩7840N·m，GF157是18000N·m。这两个数是该机座的上限，不是推荐值，选型要留余量。

常见的错法是拿小机座配大速比，账面速比够了，扭矩超了。跑起来先是温升偏高，接着轴承响，再往后齿面点蚀。返修成本比当初选大一号机座高得多。

大速比慢速输出，末端常挂链轮、皮带轮、搅拌桨。这些负载把径向力压在输出轴上，压力先落到轴承上。

样本给每个机座都标了径向力限值：GF107是49900N，GF157是100300N。这几个数是限值，链轮装得越靠轴端外侧、悬臂越长，实际能扛的越小。装在轴中间和装在轴头上，差别不小。

输出形式也要在订货时定死。样本的F系列有GF、GFF、GFA、GFH、GFV（带DIN5480花键）、Z（B14小法兰）几种版本；GFH27的输出轴是Ø40H7、两端贯通，穿轴安装方便。这些改动到货后再提，等于换一台机器。

第一句：总速比多少，要几级。第二句：输出扭矩多少，含冲击系数。第三句：输出端挂什么，径向力多大、作用点在哪。第四句：装在哪，什么安装方位，环境温度多少。

四句答完，机座和级数基本就定了。剩下的接线盒方位（R、B、L、T，默认R）、进线方向（S、N，默认S）、安装方式（M1到M6，默认M1）这些，按现场实际改就行，不影响主体选型。

把总速比、输出扭矩、输出端连接方式、安装方位、每天运行小时数这几项发过来，按样本逐项核级数和机座，比对着目录一页页翻快得多。